空腹式刚架拱桥梁拱节点三维光弹性试验研究.pdf

66 力 学 与 实 践 2005年 第 27卷 空腹式刚架拱桥梁拱节点三维光弹性试验研究 郑则群 陈日齐 房贞政 (福州大学结构工程研究所，福州 350002) 摘要 福州市尤溪洲闽江大桥是国内首座在拱肋 (圈)上不设立柱和斜撑的空腹式刚架拱桥．作为空腹式 刚架拱桥受力关键部位—— 梁与拱的连接部位，受力及构造复杂．通过三维光弹性试验，研究该梁、拱结合 部的内力传递、应力集中、局部应力分布规律，为空腹式刚架拱桥节点设计、施工提供依据． 关键词 刚架拱桥，空腹式，梁拱节点，三维光弹性试验 福州市尤溪洲闽江大桥正桥长 280In， 为 405 365vivIIVIII648 l 80m+120m+80nI刚架拱桥，是国内首座在拱肋上 2002o5 一I l 不设立柱和斜撑的空腹式预应力混凝土刚架拱桥． I ∞ 具有构件少、自重轻、结构受力简捷、施工方便、 I、 整体性好、造型美观等优点．空腹式刚架拱桥的梁 I IV Ⅱ I lf 与斜腿的连接部位受力及构造复杂，是该桥式结构 IⅡⅡI 的受力关键部位．深入分析梁、拱结合部的受力性 节点横向断面／cm 节点纵向剖面／cm 能，采用合理的构造措施，对整个空腹式刚架拱桥 图2 光弹切片位置图 的设计、施工以及正常运营都起重要的作用．因此， 需要对梁、拱结合部的内力、应力集中程度与局部 综合考虑各种因素，设计模型几何 比例定为 应力分布规律进行研究分析． 1／50，模型尺寸为40cm~29．5cm~26．4cm．包括各 工况的预备试验、重复试验和机动试验，共制作 l5 边跨 空腹段 中跨 个整体光弹试验模型．浇注的模型见图3． 图 1尤溪洲闽江大桥节点区域 1光弹试验模型设计 图3梁拱节点试验模型 尤溪洲闽江大桥分上下行两幅桥修建，每幅桥宽 2 光弹试验加载与测试 14．75In．空腹式刚架拱的主梁为变截面单箱单室箱 梁，梁横断面为直腹板式，箱底宽 7．0m，最大悬臂 根据梁拱固结区的加载工况，本试验采用机械加 长 4．0m；拱肋箱宽 7．0m，腹板为50cm．主梁和拱 载方法．梁端轴向力、剪力和弯矩均按实际荷载条 圈结合部为三角形箱室．本试验以空腹式刚架拱的 件施加，其中弯矩荷载由梁端轴向力偏心产生，拱端 其梁、拱固结部位 (内节点)为主要研究对象．光弹 设定为固定端，整体模型固定在专制的加载架上，在 性试验节点段尺寸为：纵桥向 ×横桥向 ×竖向： 大烘箱中进行加载试验．加载装置见图4．根据应力 20mx14．75m×13．21nI，试验测试截面如图2． 相似比例关系，并通过预备实验，确定模型荷载：实 2004—11-24收到第 1稿， 20O5一O 14收到修改稿． 1)福建省重点科技项 目(2002H02